Manfred Amann
18.04.2002

GIF-Animationen - Darstellung zwischenmolekularer Kräfte

Die unterrichtliche Behandlung der Wechselwirkungen zwischen Molekülteilchen - Dipolkräfte, H-Brücken, Van-der-Waals-Kräfte - soll wesentlich zum Verständnis physikalischer und chemischer Eigenschaften beitragen.

 

Bei der Behandlung von Themen wie Schmelz- und Siedetemperaturen, Anomalie des Wassers, Löslichkeiten, Acidität/Basizität und Stukturen gelingt dies jedoch aufgrund (von den SchülerInnen so empfundener) mangelnder Anschaulichkeit häufig nur ungenügend. Internet und PC können diese Situation verbessern: Im Web finden sich zum Thema zwar nicht allzu viele, zum Teil aber sehr wertvolle Beiträge. Darüber hinaus kann im "Eigenbau" mithilfe einfacher Grafiksoftware größere Anschaulichkeit erreicht werden - und das mit vertretbarem Aufwand.

Grundlagen und Definitionen

Die Auffrischung und Vertiefung vorhandenen Fachwissens zum Sujet "zwischenmolekulare Kräfte" ist durchaus auch im Web möglich. Unter den "Internetadressen" finden Sie einen Link, der zu entsprechend anspruchsvollen Quellen führt. Bei der Van-der-Waals-Kraft wird dabei eine gewisse Begriffsunschärfe deutlich: teilweise werden hier Wechselwirkungen permanenter Dipole mit einbezogen. Gerade gegenüber lernbegierigen und aktiven SchülerInnen, die selbstständige Recherchen im Web unternehmen, sollte diese Problematik deutlich gemacht und bei Link-Empfehlungen die im Unterricht verwendete Definition berücksichtigt werden. An diesem Beispiel zeigt sich wieder einmal die Notwendigkeit einer sachkundigen Begleitung der SchülerInnen bei der Nutzung neuer Medien. Im Folgenden wird die zumeist übliche Definition verwendet: Van-der-Waals-Kräfte sind ausschließlich die Wechselwirkungen induzierter Dipole.

"Ist das Ding nun geladen oder nicht?"

Lehrbuchhafte, textorientierte Darstellungen im Internet sind zwar von SchülerInnen durchaus geschätzte Helfer bei Hausaufgaben- und Referate-Erstellungen. Zur Erhöhung des Verständnisses bieten sie aber gegenüber herkömmlichen Schulbüchern keine Vorteile. Das ändert sich, wenn spezifische Fähigkeiten des Mediums genutzt werden, beispielsweise die bewegte Darstellung von zeitlichen Abläufen. Vielen SchülerInnen ist bereits der Begriff "Dipol" völlig unverständlich. Hat man gerade gelernt, dass Elektronen eine definierte Ladung tragen und es keine halben, sondern nur ganze Elektronen gibt, soll man sich plötzlich mit "Teilladungen" anfreunden! Typische Schülerfrage: "Ist das Ding nun geladen oder nicht?" Die Antwort "Ja, zum Teil" wird nicht ohne weiteres als hilfreich empfunden ...

Visualisierung "statistischer" Teilladungen

Dass sich Dipoleigenschaften - salopp ausgedrückt - aus einer "Statistik der Elektronenbewegungen" ergeben und deshalb "statistische" Teilladungen tatsächlich möglich sind, ist natürlich in statischen Bildern schwierig, in bewegten Bildern aber sehr gut darstellbar. Eventuell bietet sich hier ein Vergleich mit den gleichfalls nur dynamisch zu verstehenden Reaktionsgleichgewichten an. Allerdings sind solche bewegten Darstellungen im Internet eher rar, was durchaus verwundert. Der Mangel an "bewegten" Darstellungen von Elektronenverteilungen im Internet lässt sich relativ leicht durch Eigenkreationen lindern - das gif-Bildformat macht es, in Verbindung mit gif-Animatoren, möglich. Eine Serie von Momentaufnahmen wird zunächst mithilfe einfacher Grafiksoftware erstellt (zwei bis drei Farben und einfache geometrische Formen sollten - vor allem, wenn auch eine Veröffentlichung im Internet erwogen wird - genügen).

Internetadressen

Grafikprogramme

Zwischenmolekulare Kräfte im Netz

Informationen zum Autor

Manfred Amann unterrichtet als Chemie- und Physiklehrer an einer beruflichen Schule in Baden-Württemberg und ist Administrator der Website Schulchemie.de.

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